滑動摩擦力與傳送帶

1、翰林匯翰林匯翰林匯翰林匯課 題：第二單元 力學(xué) 專題4 滑動摩擦力 （傳送帶） 類型：復(fù)習(xí)課目的要求：通過強(qiáng)化基礎(chǔ)訓(xùn)練，專題分析，內(nèi)化受力分析,功能關(guān)系等解題思想，以形成解題能力重點(diǎn)難點(diǎn)： 滑動摩擦力，傳送帶問題的過程分析，功能關(guān)系的認(rèn)識。第4課滑動摩擦力基礎(chǔ)知識 一、滑動摩擦力的概念1、定義：當(dāng)一個(gè)物體在另一個(gè)物體的表面上相對運(yùn)動時(shí)，受到的阻礙相對運(yùn)動的力，叫滑動摩擦力，2、力的效果：阻礙物體的相對運(yùn)動。3、產(chǎn)生條件：接觸且擠壓（存在彈力）接觸面粗糙，有相對運(yùn)動說明：三個(gè)條件缺一不可，特別要注意“相對”的理解4、大?。夯瑒幽Σ亮εc正壓力成正比，即5、方向：動摩擦力的方向總跟接觸面相切，并與相

2、對運(yùn)動方向相反。說明：滑動摩擦力的方向：可能與運(yùn)動方向相同；可能與運(yùn)動方向相反；可能有其他任意角度。（舉例說明）【例】如圖所示，小車的質(zhì)量為M人的質(zhì)量為m，人用恒力 F拉繩，若人和車保持相對靜止不計(jì)繩和滑輪質(zhì)量、車與地面的摩擦，則車對人的摩擦力可能是（ ）A、0 ； B、F，方向向右；C、F，方向向左； DF，方向向右解析：由于車與人相對靜止，則兩者加速度相同，即a=2F/（M+m），若車對人的摩擦力向右，人對車的摩擦力向左，則對人：F-f=ma，對車：F+f=Ma，必須M>m。則D正確；若車對人的摩擦力向左，人對車的摩擦力向右，則對人：F+f=ma，對車：F-f=Ma，必須M<m

3、。則C正確；6、一對滑動摩擦力的沖量：大小相等、方向相反，合沖量為零。（作用力反作用力）7、一對滑動摩擦力的功（舉例說明）相對運(yùn)動摩擦生熱，總功必為負(fù)。（1）一零一負(fù)（2）兩負(fù)（3）一正一負(fù)專題研究二、傳送帶問題傳送帶類分水平、傾斜兩種：按轉(zhuǎn)向分順時(shí)針、逆時(shí)針轉(zhuǎn)兩種。（1）受力和運(yùn)動分析：受力分析中的摩擦力突變（大小、方向）發(fā)生在V物與V傳相同的時(shí)刻；運(yùn)動分析中的速度變化相對運(yùn)動方向和對地速度變化。分析關(guān)鍵是：一是 V物、V帶的大小與方向；二是mgsin與f的大小與方向。(2)傳送帶問題中的功能分析 功能關(guān)系：WF=EK+EP+Q 對WF、Q的正確理解 （a）傳送帶做的功：WF=F·

4、S帶 功率P=F×V帶 （F由傳送帶受力平衡求得） （b）產(chǎn)生的內(nèi)能：Q=f·S相對 （c）如物體無初速，放在水平傳送帶上，則在整個(gè)加速過程中物體獲得的動能EK，因?yàn)槟Σ炼a(chǎn)生的熱量Q有如下關(guān)系：EK=Q=典例分析1、傳送帶1（傳送帶足夠長）如圖所示，皮帶以速度勻速運(yùn)轉(zhuǎn)，現(xiàn)將物體輕輕放在傳送帶上，分析運(yùn)動的可能情況。解析：（1）一直加速：到達(dá)B，獲得速度，經(jīng)歷時(shí)間到達(dá)B，獲得速度，經(jīng)歷時(shí)間兩種情況下，摩擦力對物體做功均為：（2）先加速，再以勻速：， 摩擦力對物體做功：（3）當(dāng)傳送帶速度未知，物體在傳送帶上運(yùn)動的最短時(shí)間，以及傳送帶的速度。解析：全面考慮應(yīng)設(shè)物體先勻加速，再勻

5、速，傳送帶的速度為。由（2）已得，當(dāng)，即時(shí)，。一直勻加速運(yùn)動，時(shí)間最短。2、傳送帶2（傳送帶足夠長）物體以速度從點(diǎn)滑上傳送帶，最后又回到點(diǎn)，分析回到點(diǎn)的速度。（1）若，則返回到點(diǎn)的速度（方向向右）。分析：（2）若，則返回到點(diǎn)的速度（方向向右）。分析：（3）若，則返回到點(diǎn)的速度。分析：3、傳送帶3（傳送帶足夠長）如圖所示，已知傳送帶靜止時(shí)，物體最終落于點(diǎn)，求：（1）若傳送帶逆時(shí)針轉(zhuǎn)動，最終物體落于何處？（2）若傳送帶順時(shí)針轉(zhuǎn)動，最終物體落于何處？解析：設(shè)傳送帶靜止時(shí)，物體運(yùn)動到點(diǎn)和點(diǎn)時(shí)對應(yīng)的速度分別為、。傳送帶靜止時(shí)，物體運(yùn)動到點(diǎn)的速度為,滑動摩擦力與運(yùn)動方向相反。物體從到的過程運(yùn)用動能定理有：

6、(且)(1)傳送帶逆時(shí)針轉(zhuǎn)動，物體相對傳送帶向右，受到傳送帶施加的滑動摩擦力向左，設(shè)該情況下物體到達(dá)點(diǎn)的速度為。物體從到的過程運(yùn)用動能定理有：,對比可知,物體平拋后必落于點(diǎn)。(2)傳送帶順時(shí)針轉(zhuǎn)動， 設(shè)該情況下物體到達(dá)點(diǎn)的速度為。若，則物體相對傳送帶靜止，兩者之間無摩擦力， ,落于點(diǎn)右側(cè)。若，則物體相對傳送帶向左運(yùn)動，物體受到的滑動摩擦力向右，若一直勻加速，物體從到的過程運(yùn)用動能定理有：，有,落于點(diǎn)右側(cè)；若先勻加速，再勻速，必有，落于點(diǎn)右側(cè)。若，則物體相對傳送帶向右運(yùn)動，物體受到的滑動摩擦力向左，若一直勻減速，物體從到的過程運(yùn)用動能定理有：，有,落于點(diǎn)；若先勻減速，再勻速, 且，必有。落于點(diǎn)右

7、側(cè)。綜上所述，不論傳送帶如何 運(yùn)動，摩擦力做功滿足，物體將落于點(diǎn)或點(diǎn)右側(cè)。4、傳送帶4傾角為，長為的傳送帶，轉(zhuǎn)動速度為，動摩擦因數(shù)，物體從頂端由靜止開始運(yùn)動。求（1）傳送帶順時(shí)針轉(zhuǎn)動時(shí)，物體從頂端滑到底端的時(shí)間。（2）傳送帶逆時(shí)針轉(zhuǎn)動時(shí)，物體從頂端滑到底端的時(shí)間。解析：（1）對物體受力分析如圖，沿皮帶所在的斜面方向有a=gsin370-gcos370=2m/s2，因物體沿皮帶向下運(yùn)動而皮帶向上運(yùn)動，所以整個(gè)過程物體對地勻加速運(yùn)動16m，據(jù)s=at2得t=4.0s，（2）當(dāng)物體下滑速度小于傳送帶時(shí)，物體的加速度為a1,（此時(shí)滑動摩擦力沿斜面向下）則：a1=gsin370gcos370=10

8、15;0.60.5×10×0.8=10米/秒2 t1=v/a1=10/10=1米,S1=½a1t12=½×10×12=5米當(dāng)物體下滑速度大于傳送帶V=10米/秒 時(shí)，物體的加速度為a2（此時(shí)f沿斜面向上）則：a2=gsin370gcos370=10×0.60.5×10×0.8=2米/秒2S2=vt2½a2t2=（a1t1）t2½a2t22=10×1×t2½×2×t22=165=11 即：10t2+t22=11   解得：t2=

9、1秒（t2=-11秒舍去）所以，t=t1+t2=1+1=2秒。拓展與思考：皮帶不傳時(shí)與哪種情況類似？皮帶逆時(shí)針轉(zhuǎn)時(shí)，若=0.8，物體從A到B需多長時(shí)間？求上述（1）、（2）過程中產(chǎn)生的熱量？試題展示1、如圖所示，水平傳送帶AB長l8.3m，質(zhì)量為M1kg的木塊隨傳送帶一起以v12m/s的速度向左勻速運(yùn)動（傳送帶的傳送速度恒定），木塊與傳送帶間的動摩擦因數(shù)0.5。當(dāng)木塊運(yùn)動至最左端A點(diǎn)時(shí)，一顆質(zhì)量為m20g的子彈以v0300m/s水平向右的速度正對射入木塊并穿出，穿出速度u50m/s，以后每隔1s就有一顆子彈射向木塊，設(shè)子彈射穿木塊的時(shí)間極短，且每次射入點(diǎn)各不相同，g取10m/s2，求：（1）在

10、被第二顆子彈擊中前木塊向右運(yùn)動離A點(diǎn)的距離？ （2）木塊在傳送帶上最多能被多少顆子彈擊中？（3）從第一顆子彈射中木塊到木塊最終離開傳送帶的過程中，子彈、木塊和傳送帶這一系統(tǒng)所產(chǎn)生的熱能是多少？（g取10m/s2）2、如圖所示，傾角為30°的皮帶運(yùn)輸機(jī)的皮帶始終繃緊，且以恒定速度v2.5m/s運(yùn)動，兩輪相距LAB5m，將質(zhì)量m1kg的物體無初速地輕輕放在A處，若物體與皮帶間的動摩擦因數(shù) (取g10m/s2） 物體從A運(yùn)動到,皮帶對物體所做的功是多少? 物體從A運(yùn)動到B共需多少時(shí)間? 在這段時(shí)間內(nèi)電動機(jī)對運(yùn)輸機(jī)所做的功是多少?3、如圖所示，水平傳送帶水平段長L6m，兩皮帶輪直徑D均為0.2m，距地面高H5m，與傳送帶等高的光滑水平臺上有一小物塊以v05m/s的初速度滑上傳送帶，物塊與傳送帶間動摩擦因數(shù)0.2，g取10m/s2.求(1)若傳送帶靜止,物塊滑到B端后做平拋運(yùn)動的水平距離S(2)若皮帶輪順時(shí)針以角速度60rad/s轉(zhuǎn)動，物塊滑到B端后做平拋運(yùn)動的水平距離S。4、一傳送帶裝置示意如圖，其中傳送帶經(jīng)過AB區(qū)域時(shí)是水平的，經(jīng)過BC區(qū)域時(shí)變?yōu)閳A弧形（圓弧由光滑模板形成，未畫出），經(jīng)過CD區(qū)域時(shí)是傾斜的，AB和CD都與BC相切.現(xiàn)將大量的質(zhì)量均為m的小貨箱一個(gè)一個(gè)在A處放到傳送帶上,放置時(shí)初速為零，經(jīng)傳